小型家用风力发电机毕业设计
小型家用风力发电系统的设计
毕业设计（论文）题目小型家用风力发电系统的设计姓名学号所在学院专业班级指导教师日期年月日原创性明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
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作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授书本学位论文作者完全了解学院有关保管、使用学位论文的规定，同意学院保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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本学位论文属于1、保密□，在年解密后适用本授权书。
2、不保密□（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着环境问题和化石能源危机日益加剧，各国都在寻找新的可代替能源来解决能源危机和环境污染。
风能和太阳能一样也是取之不尽的一种可再生能源，风力发电成为现在人们利用风能的一种主要形式，小型风力发电构成的家用分布式发电系统在未来更具有利用前景。
因此对小型家用风力发电系统的研究有很多实用性和价值。
本文设计的家用风力发电系统选用单片机STC89C52为控制核心设计了系统电路，实现由蓄电池电能逆变为小型家用电器实用的24V50Hz的交流电。
对风力发电原理及逆变的必要性做了重点介绍，分析了设计的电路各个模块工作原理，给出了系统的原理图和软件设计流程图。
设计的家用发电系统经济成低、实用性强。
关键词：风力发电，单片机，蓄电池，逆变AbstractAs environmental issues and fossil energy crises intensify, countries are looking for new alternative energy sources to address energy crises and environmental pollution. Wind energy is just as inexhaustible as renewable energy. Wind power has become a major form of wind energy utilization. The home distributed power generation system consisting of small wind power generation has more prospects in the future. Therefore, research on small household wind power generation systems has many practicalities and values.The household wind power system designed in this paper selects the single-chip STC89C52 to design the system circuit for the control core, and realizes the 24V50Hz AC which is practically used by the battery power inverter for small household appliances. The principle of wind power generation and the necessity of inverter are introduced. The working principle of each module of the designed circuit is analyzed. The schematic diagram of the system and the flow chart of software design are given. The designed household power generation system is economically low and practical.Key Words: Wind Power, Single Chip, Battery,Inverter目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 课题的目的和意义 (1)1.3 国内外研究现状 (2)1.4 主要研究的内容 (2)2 风力发电系统设计要求及原理分析 (4)2.1 系统设计的目标 (4)2.2 风力发电原理 (4)2.3 风力发电系统结构及组成 (4)2.4 逆变电路设计原理 (5)2.5 本章小结 (6)3 风力发电系统逆变器方案与硬件设计 (7)3.1 风力发电系统的总体方案设计 (7)3.2 逆变器的设计 (7)3.3 逆变控制单片机选择 (8)3.4 电源模块 (10)3.5 SPWM产生电路 (10)3.6 MOSFET驱动电路 (11)3.7 本章小结 (11)4 逆变器仿真与调试分析 (12)4.1 仿真模型建立 (12)4.2 仿真结果分析 (13)4.3 系统实验测试分析 (14)4.5 本章小结 (16)5 总结与展望 (17)致谢 (18)参考文献 (19)1 绪论1.1 课题研究背景能源是发展国民经济和提高人民生活的重要物质基础，是经济发展的“火车头”，能源已成为制约国民经济发展的重要因素。
小型风力发电机控制器设计(毕业设计)
1 引言1．1本课题的意义1.1.1 风力发电的意义随着现代工业的发展和社会的进步，人们对供电持续性和供电量的要求也越来越高。
而煤炭、石油的日趋减少，开发新能源成为当今社会最热门的话题之一。
风能作为一种自然资源，它有取之不尽、清洁无污染等优点，所以被人们称为“绿色资源”受到青睐[1]。
利用可再生能源可以节约能源和保护环境，而风力发电与其它再生能源相比，更具竞争潜力，因而发展迅速。
我国幅员辽阔，居民分布东多西少。
考虑到生活在边远地区的农、牧民以及沿海地区岛屿上的渔民、边、海防哨所、通讯塔站及微波中继站等居民的用电特点，用常规电网覆盖他们十分困难，而且也很不经济。
因此在我国的许多边远地区，电力短缺造成经济，文化与教育的严重落后。
但由于这些地区一般风力资源比较丰富，因此在这些地区大力推广小型风力发电机系统的应用也将是一种比较理想的策略[2]。
1.1.2 目前户用小型风力发电存在的问题风力发电是涉及电机、电力电子、电化学、机械、空气动力学、计算机、自动控制、气象等多种学科的综合课题，大型风力发电机组发出的电能直接并到电网上，向电网馈电；小型风力发电机一般将风力发电机组发出的电能用除能设备储存起来(一般用蓄电池)，需要时再提供给负载(可直流供电，亦可用逆变器变换为交流供给用户)。
常见的独立运行小型风力发电系统框图如图1.1所示[3]。
由于风能的随机性和不稳定性以及负载的随时变化使得现有小型风电系统仍然存在不少问题。
1、效率较低，现有系统一般采用发电机输出直接对蓄电池进行充电，并没有对风电转换环节进行控制，使得风能利用系数比较低，一般在0.3左右。
据贝茨理论风能利用系数的极限值为0.593，如果控制风力机总是以最佳叶尖速比运行，年发电量可以提20%～30%。
2、蓄电池的工作状态不尽合理，使得其寿命短暂，一般两三年就得更换，增加了整机维护成本，不合理使用主要是充电方式与蓄电池可接受特性相距甚远。
电池使用寿命短，则会使得度电成本居高不下，从而使小型风力发电系统难于推广应用。
小型风力发电机动力结构设计毕业设计论文
第一章概述1.1课题研究的目的和意义数千年来，风能技术发展缓慢，也没有引起人们足够的重视。
但自1973年世界石油危机以来，在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下，风能作为新能源的一部分才重新有了长足的发展。
风能作为一种无污染和可再生的新能源有着巨大的发展潜力，特别是对沿海岛屿，交通不便的边远山区，地广人稀的草原牧场，以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆，作为解决生产和生活能源的一种可靠途径，有着十分重要的意义。
当前，全球都面临着能源枯竭、环境恶化、气温升高等问题，日益增长的能源需求、能源安全问题受到世界各国广泛关注。
风能是一种可再生能源，它资源丰富，是一种永久性的本地资源，可为人类提供长期稳定的能源供应;她安全、清洁，没有燃料风险，更不会在使用中破坏环境。
为此，世界各国都在加快风力发电技术的研究，以缓解越来越重的能源与环境压力，中国也不例外。
中国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，能源利用以煤炭为主。
在当前以石化能源为主体的能源结构中，煤炭占73.8%，石油占18.6%，天然气占2%，其余为水电等其它资源。
在电力的能源消费中，也是以煤炭为主，燃煤发电量占总发电量的80%。
但是，能为人类所用的石化资源是有限的，据第二届环太平洋煤炭会议资料介绍，按目前的技术水平和采掘速度计算，全球煤炭资源还可开采200年。
此外，石油探明储量预测仅能开采34年，天然气约能开采60年。
随着人口的增长和经济的发展，能源供需矛盾加剧，如果不趁早调整以石化能源为主体的能源结构，势必形成对数亿年来地球积累的生物石化遗产更大规模的挖掘、消耗，由此将导致有限的石化能源趋于枯竭，人类生态环境质量下降的恶性循环，不利于经济、能源、环境的协调发展。
电力部己制定“大力发展水电，继续发展火电，适当发展核电，积极发展新能源发电”的基本原则，把风力发电作为优化我国电力工业结构跨世纪的战略发展目标①。
表1-1 1996-2005年世界风电市场增长从表1-1可以看出，世界上的风电能源增长的非常迅速，10年平均增长率达到了29.77。
（完整版）小型家用风力发电机毕业设计论文
（完整版）⼩型家⽤风⼒发电机毕业设计论⽂摘要风能作为⼀种清洁的可再⽣能源越来越受到⼈们的重视，风⼒发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。
本论⽂详细阐明了⼩型独⽴风⼒发电系统的设计⽅案，对风⼒发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深⼊的研究。
本⽂提出的解决⽅案为，风⼒发电机组带动单相交流发电机，然后通过AC—DC—AC变换为⽤户需要的标准交流电，并且考虑到风⼒的不稳定性，在系统中并⼊蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充⾜时可蓄能，在风能不充⾜时亦可为负载供电。
系统的运⾏状况采⽤继电控制电路监控和切换。
本论⽂的重点在于继点控制电路的设计，并对各种不同风⼒情况下系统的运⾏状况进⾏了全⾯⽽严谨的分析，最后电⽓控制部分进⾏了系统仿真。
关键词：风⼒发电机组；整流——逆变；继电控制⽬录摘要........................................................................................................................................... ⽬录....................................................................................................................................... 引⾔....................................................................................................................................... 第⼀章绪论.............................................................................................................................1.1风⼒发电概述....................................................................................................................1.1.1风⼒发电现状与展望 (5)1.1.2风⼒发电的原理和特点 (6)1.2论⽂系统概述.................................................................................................................... 第⼆章风⼒机原理及其结构................................................................................................2.1风⼒机的⽓动原理............................................................................................................2.2风⼒机的主要部件............................................................................................................2.3风⼒机的功率.................................................................................................................... 第三章电⽓设计部分 . (1)3.1发电机 (1)3.1.1发电机结构、⼯作原理及电路图 (10)3.1.2励磁调节器的⼯作原理 (11)3.2整流部分 (1)3.2.1电路图和⼯作原理 (13)3.2.2参数选择 (15)3.3蓄电池 (1)3.3.1蓄电池的性能 (16)3.3.2充放电保护电路 (17)图3-8充放电保护电路 (17)3.3.3蓄电池组供电控制设计 (18)3.4逆变电路 (1)3.4.1逆变电路及其⼯作原理 (18)3.4.2 IGBT的驱动电路 (19)结论 (2)参考⽂献 (2)致谢 (2)引⾔随着世界⼯业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球⼯业有害物质的排放量与⽇俱增，从⽽造成⽓候异常、灾害增多、恶性疾病的多发，因此，能源和环境问题成为当今世界所⾯临的两⼤重要课题。
小型家用风力发电机毕业设计
小型家用风力发电机毕业设计1000字一、设计内容本次设计的目的是设计一台小型家用风力发电机，能够在一个家庭中使用。
此发电机可产生电流，将电力储存到电池中，通过逆变器将直流电转为交流电供应家庭用电。
设计将包括以下内容：1. 选择合适的风轮尺寸和型号。
2. 选出合适的发电机和电路。
3. 逆变器的设计与制作。
4. 发电机和逆变器的控制系统。
5. 外壳的设计和制造。
二、设计原理风力发电机是利用风能产生的机械能转变为电能的装置。
当环境中的风吹在旋转的叶片上时，通过叶轮将机械能传递给发电机。
发电机会将机械能转化为电能并储存在电池中，其后逆变器会将直流电变为交流电以供应各项家庭电力需求。
三、设计细节1. 风轮：通过大气压力的力量，使叶片旋转，最终达到发电目的。
在此设计中，我们选择了一种直径为0.9米，叶片数为三的风轮。
2. 发电机：发电机是小型家用风力发电机的核心。
在此设计中，采用了一台带有稳定器的直流发电机。
发电机输出电流的功率为250W。
3. 逆变器：逆变器可以将直流电转换为交流电，以供应家庭用电。
我们选择了一台可以将12伏直流电转换为220伏交流电的逆变器。
4. 控制系统：我们需要对风力发电机进行控制。
控制系统是根据风速来控制发电机的转速，将飞轮的转速保持在一个稳定范围内。
5. 外壳：外壳是保护小型家用风力发电机内部设备的一个重要部分。
我们选择了一种轻质的、具有良好透气性的材料来制作外壳。
四、设计结果这款小型家用风力发电机的核心部件是发电机和逆变器。
通过控制系统，可以在不同风速下保持转速的稳定。
外壳可以保护内部设备，同时也起到状觉上的美观作用。
通过此设计，我们发现小型家用风力发电机是最佳可持续能源选择之一。
它可以为家庭提供一定量的电力，同时具有环保和节能的特点。
机电一体化专业毕业论文--300W小型垂直轴风力发电机的设计
摘要为了解决日益严重的环境污染和能源危机的问题，开发了一种以风力的发动机。
由于原材料价格不断上涨，小型风力发电机组生产成本，也不断提高，而购买风机的广大农牧民经济收入有限，因此企业销售价不能随着上涨，企业利润空间很小，无利可图，促使有的企业开始转产。
如原内蒙古商都牧机厂现在已开始生产并网型大型风力发电机组的塔架，大型电焊机、卷扳机已经到货，正准备投产。
有的配套件质量不稳定，性能差，特别是蓄电池，逆变控制器，影响整机发电系统的效率和可靠性。
尽管目前风光互补发电系统推广应用很快、需要量大，但由于太阳能电池组件价格太高（每WP30～50元）。
如果不是目前国家大量补贴，农牧民自购有较大困难，所以说太阳能电池组价格制约风光互补发电系统的发展。
本设计主要设计的是300W 小型垂直轴风力发电机。
关键词：风力发电机小型风力发电机风力垂直轴AbstractIn order to solve the increasingly serious environmental pollution and energy crisis, the development of a wind engine. As a result of rising raw material prices, small wind turbine production costs, is also rising, and the purchase of the majority of fans with limited income of farmers and herdsmen, so as the sales price can not rise, corporate profits is very small, unprofitable, to have Transferring the business started. Such as animal husbandry are the original factory in Inner Mongolia have already started to produce large-scale grid-based wind turbine's tower, a large welding machine, delivery volumes have been the trigger is ready for production. Matching the quality of some pieces of instability, poor performance, especially the battery, the inverter controller, the impact of the whole power system efficiency and reliability. Despite the current landscape to promote the application of hybrid generating system very quickly, the demand for large, but the solar cell component costs are too high (per WP30 ~ 50 million). If it is not currently a large number of national subsidies, farmers and herdsmen have a more difficult since the purchase, so that the price of solar battery power constraints scenery complementary systems. The design of the main design is 300W small vertical axis wind turbine.Key words：Wind turbines small wind turbines wind vertical axis第1章绪论随着中国对“三农”投入力度加大，经济持续快速发展，广大农、牧、渔民对改善生活环境，提高生活质量，改善农村地区的能源结构，解决生活用电的迫切要求，作为农村可再生能源主要支柱之一的小型风力发电行业得到长足的发展，不论是参与开发、研制、生产的单位，还是产品产量、国内外销售以及推广应用范围，与上年相比都有了新的提高，取得了显著的成效。
小型风力发电机的设计学士学位论文
提供全套毕业论文图纸，欢迎咨询目录第一章绪论 (1)§1.1 设计小型风力发电机的依据和意义................ (1)§1.2 国内外风力发电现状与发展趋势.................. . (2)§1.3 我国风能利用存在问题.......................................... (2)§1.4 国内风力发电前景.................................................. (3)第二章小型风力机设计制造的基本理论 (4)§2.1 小型风力机的基本概念和性能 (4)§2.1.1 风力机的分类与特点............................................. (4)§2.1.2 小型风力发电系统的结构和特性 (4)§2.1.3 小型风力发电系统的选择与选址 (6)§2.2 风力机叶片的设计与制作 (7)§2.2.1 叶片设计的空气动力学原理 (7)§2.2.2 水平轴与垂直轴叶片设计方法的理论对比....... . (8)第三章小型风力发电机的总体方案确定 (10)§3.1 总体方案设计.............................................................. ..10 §3.2 风力机基本结构 (10)§3.3 基本参数的选择与计算.............................................. ..10 §3.3.1 设计前提条件....................................................... .. (10)§3.3.2 基本参数的确定 (11)第四章主要工作部件的参数选择与计算 (13)§4.1 叶片装置设计 (13)§4.1.2 叶片外形设计....................................................... .. (13)§4.1.3计算叶片的实际安装角....................................... . (17)§4.1.4 风轮叶片在转动中受力及风轮轴受力分析.... (21)§4.2 调向装置设计 (23)§4.3 调速装置设计 (24)第五章传动系统设计与计算 (25)§5.1 传动特点 (25)§5.2 风力发电机总体及动力系统布置............................. (25)§5.3 整机传动参数设计 (25)第六章部分零件设计计算 (29)§6.1 圆柱斜齿轮传动的几何尺寸计算............................. (29)§6.1.1 选材料、热处理方法、定精度等级...................... (29)§6.1.2 按照接触强度进行初步计算................................ . (29)§6.1.3 齿根弯曲强度校核................................................ . (31)第七章轴的设计与校核. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (34)§7.1 增速器低速轴各力计算 (34)§7.2 初步确定轴的最小直径.......................................... .. (34)§7.3 轴的结构设计.......................................................... .. (34)§7.3.1 拟定轴上零件的装配方案 (34)§7.3.2 根据轴的定位要求确定轴上各段直径和长度. (35)§7.3.3 求轴上载荷及轴的校核 (36)第八章技术经济分析 (38)§8.1 生产成本概算.......................................................... .. (38)§8.2 项目未来市场分析 (39)§8.3 项目的生态效果与社会效益评价 (40)第九章结论 (41)参考文献 (43)致谢 (44)第一章绪论§1.1 设计小型风力发电机的依据和意义随着人类对生态环境的要求和能源的需求，风能的开发日益受到重视，风力发电将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。
小型风力发电机毕业设计
小型风力发电机毕业设计小型风力发电机毕业设计一、引言随着人们对可再生能源的需求日益增长，风力发电作为一种清洁、可持续的能源形式，越来越受到关注。
在这个背景下，设计一台小型风力发电机成为了我毕业设计的主题。
本文将介绍我设计的小型风力发电机的原理、结构和性能优化。
二、原理小型风力发电机的工作原理与大型风力发电机基本相同。
它们都利用了风的动能来驱动风轮旋转，进而带动发电机产生电能。
在小型风力发电机中，风轮通常由数个叶片组成，这些叶片的角度和形状会影响风轮的转动效率。
当风吹过风轮时，叶片会受到气流的冲击，产生扭矩，进而使风轮旋转。
旋转的风轮通过传动装置将动能转化为电能。
三、结构小型风力发电机的结构相对简单，主要包括风轮、传动装置和发电机三个部分。
1. 风轮：风轮是小型风力发电机的核心部件，它负责接受风的作用力并转化为机械能。
风轮通常采用三叶片结构，因为这种结构在风力作用下旋转效率较高。
另外，风轮的材料也需要轻量、坚固和耐腐蚀。
2. 传动装置：传动装置将风轮旋转的机械能转化为发电机所需的转速和扭矩。
传动装置通常由齿轮或链条组成，它们能够将风轮的低速旋转转换为发电机所需的高速旋转。
3. 发电机：发电机是小型风力发电机的核心组件，它将机械能转化为电能。
发电机通常采用交流发电机或直流发电机，其中交流发电机的结构相对简单，直流发电机的效率相对较高。
四、性能优化为了提高小型风力发电机的性能，我在设计中采取了以下优化措施。
1. 叶片设计：通过优化叶片的角度和形状，可以提高风轮的转动效率。
我使用了计算流体力学模拟软件对不同叶片设计进行了模拟和分析，最终确定了最佳的叶片结构。
2. 传动装置优化：通过选择合适的传动装置，可以提高传动效率，减少能量损失。
我进行了多次实验和计算，最终选择了一种高效的传动装置。
3. 发电机选择：根据小型风力发电机的需求，我选择了一种高效、稳定的发电机。
这种发电机具有较高的转换效率和较低的能量损耗。
风力发电机控制系统毕业设计(论文)word格式
风力发电机控制系统风机控制系统：监控系统、主控系统、变桨控制系统、变频系统。
1、蓬勃发展的风电技术风力发电正在中国蓬勃发展，即使在金融危机的大形势下，风力发电行业仍然不断的加大投资。
在2008年，风力发电仍然保持着30％以上的强劲增长势头，包括Vestas、Gem sa、GE、国内的金风科技、华锐、运达工程等其订单交付已经到2011年后。
国内的风力发电控制技术起步较晚，目前的控制系统均是由欧洲专用控制方案提供商提供的专用系统，价格高昂且交货周期较长。
开发自主知识产权的控制系统必须要提上日程，一方面，由于缺乏差异化而使得未来竞争中的透明度过高，而造成陷入激烈的价格竞争，另一方面，寻找合适的平台开发自主的风电控制系统将使得制造商在未来激烈竞争中获得先手。
然而，风电控制系统必须满足风电行业特殊的需求和苛刻的指标要求，这一切都对风力发电的控制系统平台提出了要求，而B&R的控制系统，在软硬件上均提供了适应于风力发电行业需求的设计，在本文我们将介绍因何这些控制器能够满足风力发电的苛刻要求。
2、风力发电对控制系统的需求2.1高级语言编程能力由于功率控制涉及到风速变化、最佳叶尖速比的获取、机组输出功率、相位和功率因素，发电机组的转速等诸多因素的影响，因此，它包含了复杂的控制算法设计需求，而这些，对于控制器的高级语言编程能力有较高的要求，而B&R PCC产品提供了高级语言编程能力，不仅仅是这些，还包括了以下一些关键技术：2.1.1复杂控制算法设计能力传统的机器控制多为顺序逻辑控制，而随着传感器技术、数字技术和通信技术的发展，复杂控制将越来越多的应用于机器，而机器控制本身即是融合了逻辑、运动、传感器、高速计数、安全、液压等一系列复杂控制的应用，PCC的设计者们很早就注意到这个发展方向而设计了PCC产品来满足这一未来的需求。
为了满足这种需求，PCC设计为基于Automation Runtime的实时操作系统(OS)上，支持高级语言编程，对于风力发电而言，变桨、主控逻辑、功率控制单元等的算法非常复杂，这需要一个强大的控制器来实现对其高效的程序设计，并且，代码安全必须事先考虑，以维护在研发领域的投资安全。
毕业设计 风力发电
毕业设计风力发电风力发电是一种利用风能转化为电能的可再生能源技术。
随着全球对可持续发展的需求不断增加，风力发电作为一种清洁、环保的能源选择，受到了广泛关注。
在我即将毕业的大学生涯中，我有幸参与了一项与风力发电相关的毕业设计项目，这个过程不仅让我对风力发电有了更深入的了解，还让我体会到了团队合作的重要性。
在这个毕业设计项目中，我们小组的任务是设计一种新型的风力发电机，以提高发电效率和降低成本。
我们小组由五名成员组成，分别负责不同的任务，包括风力发电机的结构设计、材料选择、发电效率测试等。
在整个项目中，我们充分发挥了各自的专长和创造力，共同努力解决问题。
首先，我们进行了大量的文献研究，了解了目前市场上已有的风力发电机的设计和工作原理。
我们发现，传统的风力发电机存在一些问题，比如转子叶片的设计不够优化，风向跟踪系统的精度不高等。
因此，我们决定在这些方面进行改进。
在结构设计方面，我们采用了一种新型的转子叶片设计，利用了气动力学原理，使得风力发电机在低风速下也能发挥较高的效率。
同时，我们还引入了一种自适应风向跟踪系统，能够根据实时风向进行调整，以确保风力发电机始终正对着风。
在材料选择方面，我们考虑了成本、耐久性和可再生性等因素。
最终，我们选择了一种轻质但坚固耐用的复合材料作为转子叶片的材料，这不仅能够降低制造成本，还能够延长风力发电机的使用寿命。
为了测试我们设计的风力发电机的发电效率，我们搭建了一个实验平台，并进行了一系列的实验。
通过对不同风速下的发电效率进行测试，我们发现我们的设计相比传统的风力发电机有明显的提高。
这让我们对我们的设计感到非常满意，并对未来的应用前景充满信心。
通过这个毕业设计项目，我不仅学到了很多关于风力发电的知识，还锻炼了自己的团队合作能力。
在整个项目中，我们小组成员之间密切合作，相互支持，共同解决问题。
每个人都能够充分发挥自己的专长，同时也学会了倾听和尊重他人的意见。
这种团队合作的经验将对我未来的职业发展有着重要的影响。
小型垂直轴风力发电系统设计
小型垂直轴风力发电系统设计【引言】随着能源需求的增加和对可再生能源的认知，风力发电被广泛应用于各种规模的发电项目中。
而小型垂直轴风力发电系统由于其独特的设计特点，被认为是一种适用于城市和低风速地区的理想选择。
本文将设计一个小型垂直轴风力发电系统，以满足家庭或小型建筑物的基本能源需求。
【设计方案】1.机械部分设计：小型垂直轴风力发电系统主要包括垂直轴叶轮、轴承、发电机和塔架。
其中，垂直轴叶轮的设计应考虑到建筑物周围的风向和风速，以及叶轮的形状和大小对风能利用的影响。
轴承的选用应具备耐高速、低摩擦和长寿命等优点。
发电机应选用适合小型风力发电系统的低速稳定类型。
塔架的设计应考虑到高度、稳定性和安装便捷性。
2.控制系统设计：控制系统主要包括风速检测、转速调节和发电机控制。
风速检测可以采用风速传感器，通过实时监测风速来调节转速。
转速控制可以通过变频器进行调节。
发电机控制则需要实现电能的储存和输出。
3.电气系统设计：电气系统主要包括逆变器、电池组和电网连接。
逆变器将直流电转换为交流电，供给家庭或建筑物的用电设备。
电池组的设计可以通过并联并备份的方式来储存风能。
当风力不足或无法满足需求时，可以从电池组中获取电能。
电网连接则通过智能电网技术，将多余的电能输出到电网，从而实现电能的共享和交换。
【关键技术】1.垂直轴叶轮的优化设计：通过测试和模拟分析的方法，选择合适的叶片数目、形状和角度，以提高风能的利用效率。
2.风速检测和转速控制：采用先进的风速传感器和变频器进行风速检测和转速控制，以实现风能的最大化利用。
3.电池组的设计：选择合适的电池类型和配置方式，以实现电能的储存和输出，保证系统的稳定性。
【实施步骤】1.设计垂直轴叶轮：根据风速和建筑物周围环境的特点，设计合适的垂直轴叶轮形状和尺寸。
2.选择轴承和发电机：根据叶轮的重量和转速要求，选择适合的轴承和发电机。
3.设计塔架：根据叶轮的高度和稳定性需求，设计合适的塔架结构。
小型风力发电机总体结构的设计 1 毕业设计
小型风力发电机总体结构的设计 1 毕业设计第一章概述1.1 风力发电机概况风能的利用有着悠久的历史。
近年来, 资源的短缺和环境的日趋恶化使世界各国开始重视开发和利用可再生、且无污染的风能资源。
自80年代以来, 风能利用的主要趋势是风力发电。
风力发电最初出现在边远地区, 应用的方式主要有: 1) 单独使用小型风力发电机供家庭住宅使用; 2) 风力发电机与其它电源联用可为海上导航设备和远距离通信设备供电; 3) 并入地方孤立小电网为乡村供电。
随着现代技术的发展, 风力发电迅猛发展。
以机组大型化(50kW～ 2MW )、集中安装和控制为特点的风电场(也称风力田、风田) 成为主要的发展方向。
20 年来, 世界上已有近30 个国家开发建设了风电场(是前期总数的3 倍) , 风电场总装机容量约1400 万kW (是前期总数的100 倍)。
目前, 德国、美国、丹麦以及亚洲的印度位居风力发电总装机容量前列, 且未来计划投资有增无减。
美国能源部预测2010 年风电至少达到国内电力消耗的10%。
欧盟5 国要在2000～2002 年达到本国总发电量的10%左右, 丹麦甚至计划2030 年要达到40%。
中国是一个风力资源丰富的国家, 风力发电潜力巨大。
据1998 年统计, 风力风电累计装机22.36万kW , 仅占全国电网发电总装机的0.081% , 相对于可开发风能资源的开发率仅为0.088%。
中国第一座风力发电场于1986 年在山东荣成落成, 总装机较小, 为3×55kW。
到1993 年我国风电场总装机容量达17.1MW , 1999 年底, 我国共建了24 个风力发电场, 总装机268MW。
我国风力发电场主要分布在风能资源比较丰富的东南沿海、西北、东北和华北地区, 其中风电装机容量最多的是新疆已达72.35kW。
在未来2～ 3 年内, 我国计划新增风电场装机容量将在800MW 以上, 并且将会出现300～ 400MW 的特大型风力发电场。
风力发电机毕业设计
Uyao本科生毕业设计（论文）（ 2011 届）工程技术系题目：林内小型风力发电机风叶的设计学生姓名：周杰学号：200708310313专业班级：机械设计制造及其自动化071班指导教师：职称：职称：年月日林内小型风力发电机风叶的设计机械设计制造及其自动化071班周杰指导老师徐云杰摘要：能源是人类社会发展进步的动力和保障，也是社会和经济发展的基础。
随着全球经济的高速发展，煤炭、石油、天然气等常规能源快速、大量的消耗，让人类不但面对资源日趋枯竭的压力，而且受到环境不断恶劣的威险[1]。
能源和环保已成为人类生存和发展所需解决的紧迫问题。
因此，改善能源结构、利用可再生能源、减轻环境污染、提高人民生活质量，已成为全球能源工业关注的一个热点[2]。
风能是一种情结的可再生能源，储量丰富、取之不尽、用之不竭。
目前在风力发电机组的主要技术上，我国尚处于较低的水平，尤其是对于垂直轴风力发电机而言，由于缺乏足够的工程可供借鉴，也没有成熟的规范可供参考，其设计仍然停留在传统的结构形式。
本文分别对升力型叶片和阻力型叶片进一步的分析，通过组合创新结合两者的优点，设计出适合在林内使用的小型垂直轴风力发电机，有效利用自然资源，为人类创造更大财富。
关键词：垂直型风力发电机，风叶Abstract: Wind is renewable and clean energy, so wind power generation is an important means to ease energy shortages and environmental pressures. At present, about the main design technology of wind turbine, China is still at a relatively low level, especially for vertical axis wind turbine. Since there is no adequate engineering practice to draw on and no mature standard for reference, its design is still stuck in the traditional structure.Keyboard:目录1绪论 .................................................................................................................. 错误!未定义书签。
垂直轴小型风力发电机-论文
The design of small vertical axis wind generator
Abstract: With the development of science and technology, electric equipment becomes more and more important in family life. Electric energy consumption also grows day by day. Meanwhile, now the international environment problem is also more and more serious. It is a social hot spot, including clean energy. The fierce conflict prompted us to find new ways to acquire new energy. Through the untiring efforts of all countries, we already have made some good benefits. With small vertical axis wind generator power generator, it has the advantages of efficiency, low noise, low start torque, low cost, and is expected to spread to the families, to alleviate the energy crisis, to realize clean energy. This paper use achievements of the past as the reference, improving the structure of small vertical axis wind generator, changing the wind generator bad faults of motor maintenance inconvenient on the market. This design installed generator on the ground, and complete the set of equipment design, to do matting of the popularization of small vertical axis wind generators, and then to do relieve the energy crisis, to do realize clean energy a bit contribution. Keywords: Electric power, wind generator, vertical axis, Energy, Design
毕业论文-小型家用风力发电机并网逆变器设计
Fossil fuels in power generation in the combustion process produces a large amount of gases such as carbon dioxide,nitrogen oxides,sulfur oxides,polluting the atmosphere,global warming,acid rain,caused environmental pollution on a global scale. Wind energy is not,it itself does not contain any contaminants,is a clean raw material in wind power production process does not produce any pollutants and wind distribution of resources throughout the world,is a renewable,wind power is gradually becoming a sunrise industry. This paper sets out details of small household inverter for grid-connected wind power design,structure and transformation of electric energy of wind power generator and inverter circuits have done in-depth studies.
2.1.2风中蕴含的能量…………………………………………………………6
风力发电系统的设计(毕业设计论文)
风力发电系统的设计(毕业设计论文)1. 引言本文档旨在介绍风力发电系统的设计，以满足毕业设计论文的要求。
风力发电系统是一种环保且可再生的能源发电方式，具有能源效率高、无污染等优点。
本文将从设计的角度介绍风力发电系统的原理、组成部分以及设计过程。
2. 原理风力发电系统的原理基于风能转化为电能的过程。
当风吹过风力发电机组时，风力将使叶片转动，进而驱动发电机发电。
发电机通过转换机械能为电能，将电能输送到电网供电。
3. 组成部分风力发电系统由以下几个主要组成部分构成：- 风力发电机组：包括叶片、轴、转子、传动系统等，用于将风能转化为机械能；- 电气系统：包括发电机、电缆、开关设备等，用于将机械能转化为电能，并输送到电网；- 控制系统：包括风向感应器、转速控制器、保护设备等，用于监测风向、控制叶片转速及保护系统安全。
4. 设计过程风力发电系统的设计过程涉及以下几个关键步骤：1. 风能资源评估：根据所在地区的风能资源情况，评估风力发电系统的可行性和电力输出能力；2. 基础设计：确定风力发电机组的基础类型和尺寸，确保系统的稳定性和安全性；3. 叶片设计：选用合适的叶片型号、长度和形状，使其在不同风速下能够高效转化风能；4. 传动系统设计：设计合适的传动系统来转换叶片的转动能力，驱动发电机发电；5. 控制系统设计：设计风向感应器、转速控制器和保护设备，确保系统的安全和稳定运行；6. 性能测试和优化：进行性能测试，并根据测试结果对系统进行优化，提高系统的发电效率和可靠性。
5. 结论风力发电系统是一种重要的可再生能源发电方式。
通过合理的设计过程，可以提高风力发电系统的效率和可靠性，为环保能源的开发和利用做出贡献。
同时，设计过程中需要考虑到风能资源评估、基础设计、叶片设计、传动系统设计和控制系统设计等方面的要点，以确保系统的稳定运行和安全性。
参考文献- 张三，李四. 风力发电系统设计原理与实践. 电力出版社，2008.- 王五，赵六. 风能资源评估与风力发电系统设计. 科学出版社，2010.- 毕世勇. 风力发电系统控制技术. 机械工业出版社，2015.。
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小型家用风力发电机毕业设计Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】摘要风能作为一种清洁的可再生能源越来越受到人们的重视，风力发电也逐渐成为了时下的朝阳产业。
本论文详细阐明了小型独立风力发电系统的设计方案，对风力发电机组的结构和电能的变换及继电控制电路做了深入的研究。
本文提出的解决方案为，风力发电机组带动单相交流发电机，然后通过AC—DC—AC 变换为用户需要的标准交流电，并且考虑到风力的不稳定性，在系统中并入蓄电池组，通过控制电路的监控实现系统的控制，保证系统在风能充足时可蓄能，在风能不充足时亦可为负载供电。
系统的运行状况采用继电控制电路监控和切换。
本论文的重点在于继点控制电路的设计，并对各种不同风力情况下系统的运行状况进行了全面而严谨的分析，最后电气控制部分进行了系统仿真。
关键词：风力发电机组；整流——逆变；继电控制目录引言随着世界工业化进程的不断加快，使得能源消耗逐渐增加，全球工业有害物质的排放量与日俱增，从而造成气候异常、灾害增多、恶性疾病的多发，因此，能源和环境问题成为当今世界所面临的两大重要课题。
由能源问题引发的危机以及日益突出的环境问题，使人们认识到开发清洁的可再生能源是保护生态环境和可持续发展的客观需要。
可以说，对风力发电的研究和进行这方面的毕业设计对我们从事风力发电事业的同学是有着十分重大的理论和现实意义的，也是十分有必要的第一章绪论风能是一种清洁的、储量极为丰富的可再生能源，它和存在于自然界的矿物质燃料能源，如煤、石油、天然气等不同，它不会随着其本身的转化和利用而减少，因此可以说是一种取之不尽、用之不竭的能源。
而矿物质燃料储量有限，正在日趋减少，况且其带来的严重的污染问题和温室效应正越来越困扰着人们。
因此风力发电正越来越引起人们的关注。
风力发电概述1.1.1风力发电现状与展望全球风能资源极为丰富，技术上可以利用的资源总量估计约53×106亿kWh /年。
作为可再生的清洁能源，受到世界各国的高度重视。
近20年来风电技术有了巨大的进步，发展速度惊人。
而风能售价也已能为电力用户所承受：一些美国的电力公司提供给客户的风电优惠售价已达到2～美分/kWh，此售价使得美国家庭有25%的电力可以通过购买风电获得。
2004年欧洲风能协会和绿色和平组织签署了《风力12——关于2020年风电达到世界电力总量的12%的蓝图》的报告，“风力12%”的蓝图展示出风力发电已经成为解决世界能源问题的不可或缺的重要力量。
按照风电目前的发展趋势，预计2008～2012年期间装机容量增长率为20%，以后到2015年期间为15%，2017～2020年期间为10%。
其推算的结果2010年风电装机亿KW，风电电量×104亿kWh，2020年风电装机亿KW，风电电量×104亿kWh，占当时世界总电消费量×104亿kWh的%。
世界风电发展有如下特点：（1）风电单机容量不断扩大。
风电机组的技术沿着增大单机容量、提高转换效率的方向发展。
风机的单机容量已从600KW发展到2000～5000KW,如德国在北海和易北河口已批量安装了单机5000KW的风机,丹麦已批量建设了单机容量2000～2200KW的风机。
新的风电机组叶片设计和制造广泛采用了新技术和新材料，有效地改善并提高了风力发电总体设计能力和水平。
另外,可变桨翼和双馈电机的采用,使机组更能适应风速的变化, 大大提高了效率。
最近,又发展了无齿风机等,进一步提高了安全性和效率。
（2）风电制造企业集中度较高。
目前，主要风电设备制造企业集中在欧美国家，全世界风电机组供应商的前10位供应了世界新增装机容量的90% 以上的份额，集中度比较高。
近来，GE风能（GE Wind Energy）、德国REpower（REpower Systems AG）和三菱重工（MHI）的市场份额提高迅速。
（3）风电电价快速下降。
由于新技术的运用，风电的电价呈快速下降趋势，且日益接近燃煤发电的成本。
以美国为例，风电机组的造价和发电成本正逐年降低，达到可与常规发电设备不相上下的水平。
有关专家预测，世界风力发电能力每增加一倍，成本就下降15%。
中国的风能资源十分丰富。
根据全国900多个气象站的观测资料进行估计，中国陆地风能资源总储量约亿KW，其中可开发的风能储量为亿KW，而海上的风能储量有亿KW，总计为10亿KW。
我国的风电开发起步较晚，大体分为三个阶段。
第一阶段是1986～1990年我国并网风电项目的探索和示范阶段。
其特点是项目规模小，单机容量小，最大单机200KW，总装机容量千KW。
第二阶段是1991～1995年示范项目取得成效并逐步推广阶段。
共建5个风电场，安装风机131台，装机容量万KW，最大单机500KW。
第三阶段是1996年后扩大建设规模阶段。
其特点是项目规模和装机容量较大，发展速度较快，平均年新增装机容量万KW，最大单机容量达到1300KW。
随着风电技术的日趋成熟和电力规模的扩大，风力发电机的功率在向大型化方向发展。
风力发电这一朝阳产业必将蓬勃发展，成为将来能源供给的支柱产业！1.1.2风力发电的原理和特点风力发电是利用风能来发电，而风力发电机组是将风能转化为电能的机械。
风轮是风电机组最主要的部件，由桨叶和轮毂组成。
桨叶具有良好的动力外形，在气流的作用下能产生空气动力是风轮旋转，将风能转化为机械能，再通过齿轮箱增速驱动发电机，将机械能转化电能。
然后在依据具体要求需要，通过适当的变换将其存储为化学能或者并网或者直接为负载供电。
[3]风力发电有如下特点（1）可再生，且清洁无污染。
（2）风速随时变化，风电机组承受着十分恶劣的交变载荷。
（3）风电的不稳定性会给电网或负载带来一定的冲击影响。
风力发电的运行方式主要有两种：一类是独立运行的供电系统，即在电网未通达的地区，用小型发电机组为蓄电池充电，再通过逆变器转换为交流电向终端电器供电；另一类是作为常规电网的电源，与电网并联运行。
本论文讨论的是前者，即独立运行风电系统的解决方案。
论文系统概述该独立运行的风力发电系统结构图如下1—1所示：图1-1 独立运行的风力发电系统结构图其具体运行状况为：（1）风力吹动风轮转动。
（2）风力发电机组通过连接的齿轮变速箱来提高输出端转轴的转速，该轴与发电机相连。
（3）转轴带动单相交流发电机转动，开始发电。
（此时发出的是频率和幅值都不稳定的交流电）。
（4）引出的单相交流电通过整流器变成稳定的直流电。
（5）a.若风能充足，直流电经控制电路流向逆变器，并向蓄电池充电；b.若风能不足，控制电路切换为蓄电池供电状态。
（6）直流电经逆变器变换为恒频稳定交流电。
此时即可实现为负载供电。
第二章风力机原理及其结构风力机经过多年的发展和演变，已经有很多形式，但是归纳起来，可分为两类：①水平轴风力机，风伦的旋转转轴与风向平行；②垂直轴风力机，风轮的旋转轴垂直与地面或气流方向。
本系统中采用的是水平轴风力机。
风力机的气动原理风力发电机组主要利用气动升力的风轮。
气动升力是由飞行器的机翼产生的一种力，如图2--1。
图2-1气动升力图从图可以看出，机翼翼型运动的气流方向有所变化，在其上表面形成低压区，在其下表面形成高压区，产生向上的合力，并垂直于气流方向。
在产生升力的同时也产生阻力，风速也会有所下降。
升力总是推动叶片绕中心轴转动。
风力机的主要部件水平轴风力机主要由风轮、塔架、对风装置、齿轮箱组成，整体结构如图2—2所示：（1）风轮：由1~3个叶片组成，这是吸收风能的主要部件。
当风轮旋转时，叶片受到离心力和气动力的作用，离心力对叶片是一个拉力，而气动力使叶片弯曲。
当风速高于风力机的设计风速时，为防止叶片损坏，需对风轮进行控制，控制风轮有三种方法：a，使风轮偏离主方向；b，改变叶片角度；利用扰流器，产生阻力，以降低风轮转速。
（2）塔架：为了让风轮能在较高的风速中运行，需要塔架把风轮支撑起来。
这时塔架需要承受两个主要的载荷：一个是风力机的重力，向下压在塔架上；另一个是阻力，使 图2-2风力主要部结构图塔架向风的下游方向弯曲。
选择塔架时要必须考虑其成本，根据实际情况而定。
（3）对风装置：自然界的风向及风速一直变化，为了得到较高的风能利用率，应使风能的旋转面经常对准风向为此需要对风装置。
本论文只介绍小型风力机的对风装置，如图2—4所示，利用尾舵控制对风。
由尾翼带东水平轴旋转，是风轮总朝向风吹来的方向。
图2-4对风装置（4）齿轮箱由于风轮的转速比较低，而且风力的大小经常变化着，这又使得转速不稳定。
所以，在带动发电机之前，还必须附加一个齿轮箱，再加一个调速装置使得转速保持稳定，然后在连接到发电机上。
齿轮箱的主要作用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机，通过齿轮副的增速作用使其得到相应的转速。
在装机是应使其与轮毂相连。
为了增加齿轮箱的制动能力，在齿轮箱的输入端或输出端设置刹车装置配合叶尖制动装置实现联合制动。
风力机的功率风的动能和风速的平方成正比，功率是力和速度的乘积，也可用于风轮功率的计算。
风力与速度平方成正比，所以风的功率与风度的三次方成正比。
如果风速增加一倍，风的功率便会增加8倍。
风轮从风中吸收的功率如下：3p P C A v ρ= (2—1)2A R π= (2—2)式中：P 为输出功率，p C 为风轮机的功率系数，ρ为空气密度，R 为风轮半径，v 为风速。
众所周知，如果接近风力机的空气全部动能都被风力机全部吸收，那么风轮后的空气就不动了，然而空气当然不能完全停止，所以风力机的效率总是小于1。
第三章 电气设计部分发电机在本论文讨论的独立风力发电系统中，采用的是硅整流自励单相交流发电机。
3.1.1 发电机结构、工作原理及电路图本论文提出的系统采用蓄电池组为励磁功供电，并在蓄电池组合励磁绕组之间串联励磁调节器。
其电路图如图3—1所示。
发电机的定子由定子铁心和 定子绕组组成，定子绕组为单相，Y 型连接，放在定子铁芯内圆槽内。
转子由转子铁芯、转子绕组（即励磁绕组）和转子轴组成，转子铁芯可做成凸极式或形，一般都用爪形磁极，转子励磁绕组的两端接到滑环上，通过与滑环接触的电刷与硅整流器的直流输出端相连，从而获得直流励磁电流。
图3-1串联励磁调节器独立运行的小型风电机组的风力机叶片多数是固定桨距的，当风力变化时风力机转速随之变化，与风力机相连的发电机的转速也随之变化，因而发电机的出口电压也会产生波动，这将导致硅整流器输出的直流电压及发电机励磁电流的变化，并造成励磁磁场的变化，这样又造成发电机出口电压的波动。
这种连锁反应是的发电机的出口电压的波动范围不断增加。
显而易见，如果电压的波动得不到控制，在向负载供电的情况下，将会影响供电质量，甚至损坏用电设备。